近年來,人們在紡織服裝領域研究中越來越注重以人為本的原則,特別重視紡織面料給人的視覺感官反應,對織物光澤的研究恰是順應了這一需求。織物光澤是指織物在一定背景與光照條件下,織物表面的光亮度以及與各方向上的光亮度分布的對比關系和色散關系的綜合表現。在織物光澤研究領域中,國內外很多學者在纖維原料、組織結構和染整后加工對織物光澤的影響以及織物光澤的測試與評價方法上深有研究[1-3],然而較少涉及家庭洗護對織物光澤的影響。真絲織物亮麗、有層次感的光澤一直深受紡織生產者和消費者的青睞,但是在洗滌中真絲織物光澤會顯著降低,嚴重影響了真絲服裝的整體效果。隨著人們生活節奏的不斷加快和消費能力的普遍提高,消費者對真絲服裝更快更好的洗護需求越來越迫切。同時,“十三五”時期國內居民的絲綢消費快速增長;家電廠商研發時的關注熱點逐漸轉向精細化的洗護條件[4]。因此,本文在消費者、紡織服裝企業和家電生產商的共同需求上,從織物參數、家庭機洗及熨燙角度系統綜述并分析了影響真絲織物光澤的因素。
織物參數對真絲織物光澤的影響,宏觀上主要包括紗線結構、織物組織及染整后加工;微觀上主要指纖維的形態結構[1,5]。特殊的纖維形態結構使真絲織物在光澤上比其它織物更加典雅華貴,具體表現在以下五點:
(a)與棉纖維表面的天然轉曲相比,真絲纖維表面光滑,能產生更多的正反射光線,使真絲織物更有光澤。
(b)真絲纖維主要由絲膠包裹著絲素形成,絲素的橫截面形狀近似三角形,因此與橫截面是圓形的纖維相比,真絲纖維可以獲得類似于三棱鏡的色散效應并存在部分全反射現象,進而產生明暗交替的“閃光”效果。
(c)由兩根絲素構成的單根繭絲以及由若干繭絲構成的生絲的橫截面形狀都接近于橢圓形,從而提高了真絲纖維的透光能力,彌補了純粹三角形截面缺乏明亮感的缺點。
(d)與羊毛纖維和人工纖維相比,真絲纖維具有原纖構造,原纖間存在的網孔決定了大量光線能夠直接進入纖維內部并在在網孔處形成衍射反射,產生大量內部反射光,大大提高了真絲織物光澤的質感。
(e)絲素中有層狀構造、絲素外包覆著絲膠,使得真絲纖維具有與表面平行且豐富的層次,光線入射時可以勻化反射光。
洗衣機主要通過洗滌劑和水的物理化學作用及洗衣機的機械作用洗凈衣物,家庭機洗對真絲織物光澤的影響主要包括洗滌劑技術參數和洗衣機洗滌參數。
洗滌劑具有潤濕、滲透等作用,使真絲纖維在水溶液中易發生溶脹作用,在一定程度上影響真絲織物光澤。此外,洗滌劑的酸堿度、用量、助洗劑成分等洗滌劑技術參數也會對真絲織物光澤產生影響。
3.1.1 洗滌劑酸堿度
真絲的主要成分是蛋白質,在堿性、酸性和酶的作用下會水解。真絲中蛋白質的結構和性質,決定了堿性洗滌劑對真絲纖維的破壞性更大,弱酸性洗滌劑對真絲纖維的破壞性較小,中性洗滌劑使真絲織物洗后能保持相對較好的光澤。
3.1.2 洗滌劑用量
洗滌劑用量會影響到洗滌液的濃度和酸堿度。據研究[6],織物白度會隨著洗滌液濃度的增加而減小、之后趨于平緩,從而影響真絲織物光澤,過量的洗滌劑還會在一定程度上腐蝕真絲織物。
3.1.3 助洗劑成分
洗滌劑中含有漂白劑、熒光增白劑、酶等助洗劑成分。其中,漂白劑會脆化和破壞蛋白質,對真絲纖維有腐蝕作用,使真絲織物色澤變黃。而熒光增白劑會增加織物白度,一定程度上抵消了真絲織物因吸收紫外線而產生的泛黃現象。但是只有在含紫外線的光照射下,適量的熒光增白劑可以增加對光的反射率,改善真絲織物表面光澤,無紫外線存在時(如白熾燈下)則不會有此現象。加酶洗滌劑中的蛋白酶會破壞蛋白質纖維結構,使真絲纖維表面發生損傷、甚至水解脫落,對真絲織物光澤產生不好的影響。
3.2.1 洗滌進水量
洗滌進水量越大,水隨旋轉產生的勢能越大。洗滌中水分子的氫鍵與纖維無定形親水基團結合,使纖維分子處于疏松狀態,此時真絲織物受力將極易變形。但另一方面,真絲織物具有良好的吸水性,較大的洗滌進水量可以減少織物與織物及筒壁間的摩擦,減少真絲織物的損傷[7]。此外,洗滌進水量也會影響洗滌液的濃度和酸堿度。
3.2.2 洗滌水溫
洗滌水溫越高,真絲織物洗后的平整度越好;且織物越薄,洗滌水溫對其平整性影響越大。但是洗滌水溫過高,真絲纖維的強度會明顯下降;洗滌水溫過低,真絲纖維的脆性會明顯提升,因此洗滌水溫會一定程度上影響真絲織物的損傷程度。真絲織物表面較平整、毛羽損傷較少時,織物正反射光增加,真絲織物光澤會有所改善。
3.2.3 洗滌機械力
洗滌機械力主要由洗滌轉速、脫水轉速及轉停比控制。轉速和轉停比越大,洗滌機械力越大,真絲織物形變、磨損程度越明顯[8]。此外,脫水轉速還決定著織物最終含水率,對于真絲織物等天然纖維含水率是影響其外觀的重要因素。所以要改善真絲織物洗后的光澤,控制洗滌機械力也是關鍵。
3.2.4 洗滌時間
洗滌時間為織物的主洗時間,由整個程序運行時間和轉停比決定。在一定程度上,主洗時間越長,織物所受的溫濕作用及洗滌機械力作用的時間越長,從而明顯的影響真絲織物洗后的外觀性能[8]。但主洗時間過短,又不能達到洗凈織物的目的。因此,洗滌時間的控制也很重要。
3.2.5 洗滌次數
真絲織物在洗滌機械力作用下會產生纖維原纖化,即外層纖維斷裂,造成織物表面粗糙、光澤下降;隨著洗滌次數的增加,部分真絲纖維原纖化退化,即外層斷裂的纖維脫落,內部纖維暴露在織物表面,使真絲織物表面又變得光潔滑爽、光澤改善;隨著洗滌次數的繼續增加,上述過程再次重現[8]。
綜上所述,家庭機洗對真絲織物光澤的影響主要集中在洗滌劑技術參數和洗衣機洗滌參數上,相關的洗滌劑技術參數包括洗滌劑的酸堿度、用量和助洗劑成分,相關的洗衣機洗滌參數包括洗滌進水量、洗滌水溫、洗滌轉速、脫水轉速、轉停比、洗滌時間和次數。
從微觀角度分析,真絲織物在家庭機洗后光澤下降的問題,與真絲大分子的結構特點及其內部的相互作用有關。真絲纖維的絲素部分由結晶態和無定型態兩部分組成,絲膠部分多為無定形態,無定形區分子的結合力較弱。真絲纖維中無定形區含量高約50%、有連續性且含有親水基團,真絲纖維大分子間沒有較強的化學交聯。因此,真絲織物在洗滌液的浸潤下,纖維間的聯系和表面摩擦力下降,隨著纖維無定形區大分子的吸水膨脹,分子間原有的結合發生斷裂、重組,分子能量降低,分子鏈之間變得十分疏松,熱又加劇了分子熱運動,在洗滌機械力的作用下大分子之間很容易發生滑移,真絲纖維縱向發生不完全可逆的彎曲變形,橫截面也發生變化。同時,機洗過程中真絲纖維原纖化產生的毛羽排列無規律、真絲纖維相互纏繞和牽引,也一起改變了纖維位置、方向和反射表面,從而顯示出不穩定的漫反射,使真絲織物光澤下降。
家庭熨燙設備主要通過溫度、濕度、壓力等的調節改變纖維的形態、方向、密度和透明度等,從而使服裝外觀平整勻凈、光澤柔和。真絲織物比較嬌貴,在溫濕和力的作用下,相對其他織物更容易發生形變和光澤上的變化。
影響服裝熨燙效果最重要的熨燙參數是熨燙溫度。在熨燙中,真絲纖維的大分子鏈段通過蒸汽或燙板的熱量傳遞,在玻璃化轉變區、高彈態及粘彈態轉變區內會發生相對位移。研究發現,真絲織物在50℃時斷裂強力變化不明顯、不會出現泛黃現象,100℃時斷裂強力變弱,150℃時泛黃較明顯,即過高的熨燙溫度對真絲織物有破壞性。而過低的熨燙溫度短時間內實現不了所要求的熨燙效果,也改善不了真絲纖維及織物的光反射表面。因此,控制恰當的熨燙溫度對改善真絲織物的光澤非常重要。
織物的傳熱傳濕在蒸汽熨燙中實際上是相互影響的,濕潤織物的熱傳遞性能較干燥狀態更快更均勻[9]。因此,熨燙過程中在一定程度上增加濕度,有助于真絲纖維分子間的熱量傳遞和調整,使纖維形變能力迅速提高,織物表面平整光滑,從而產生更多的正反射光線,改善真絲織物光澤[10]。但過高的熨燙濕度會使真絲織物的回潮率相對較高、缺乏身骨,降低真絲織物光澤。
一定的熨燙壓力有助于克服真絲織物及纖維分子間形變的阻力。同時,紗線與織物曲面被壓扁,改變了對光線的反射與折射,織物對比光澤度隨壓力的增大而增大。1.5 105Pa壓力的蒸汽下,柞蠶絲纖維會從無序狀態變為相對規則的狀態,柞絲織物光澤明顯提高。但是過大的熨燙壓力會使織物產生極光現象且破壞纖維組織,影響外觀視覺效果。
綜上所述,家庭熨燙對真絲織物光澤的影響主要集中在熨燙溫度、濕度和壓力上。另外,冷卻方式、速度和時間也會影響到纖維分子間作用力的重新形成、結晶區域的大小及織物含水率,進而影響真絲織物的表面狀態和光澤。
從微觀角度分析,真絲織物在熨燙過程中纖維分子獲得熱量后運動加快,水分子的進入促進了熱量的迅速傳遞和滲透,同時減小了真絲纖維分子間作用力和摩擦力,外力作用下真絲纖維快速形變、排列規則有序,并且在纖維內部形成一些與表面相平行的層狀構造,從而改變了真絲纖維的密度、形態、方向和透明度,進而影響到真絲纖維對光線的反射、折射和透射能力,使真絲織物光澤發生變化。
真絲纖維的特點決定了真絲織物具有其它織物無法比擬的亮麗且柔和、有層次感的光澤。在家庭洗護中,洗滌劑的酸堿度、用量和助洗劑成分等洗滌劑技術參數,洗滌進水量、洗滌溫度、洗滌轉速、脫水轉速、轉停比、洗滌時間和次數等洗衣機洗滌參數,熨燙溫度、濕度、壓力、時間、冷卻方式和速度等熨燙參數會對真絲織物光澤產生影響,其本質是影響了真絲纖維表面狀態及形態結構,進而對真絲纖維及織物表面光學性能產生了影響,即改變了真絲纖維及織物對光線的反射、折射和透射。
未來應與時俱進,在實驗基礎上深入研究家庭機洗、熨燙中各因素對真絲織物光澤等外觀性能的具體影響規律以及各影響因素之間的交互作用,對真絲織物日常洗護中光澤下降的問題提出針對性的預防措施,不僅為消費者在真絲服裝的科學洗護上指引方向,還為服裝的家庭洗護及技術研發提供理論參考。